CN102183380A - 金属屋面综合性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对金属屋面综合性能进行测试的系统。本发明包括上箱体(1)、下箱体(2)、密封件(18)、支架(21)、第一送排风装置、水泵(6)、喷水管(60)、喷头(61)、制冷机(7)、制冷管(71)、电控装置(9)、挂杆(11)、位移传感器(12)、电加热器(13)、网架(14)、温度湿度传感器(15)、风压传感器(91)，上、下箱体(1、2)分别与金属屋面试件(8)形成密闭空间，第一送排风装置包括第一风机(3)、换向阀(5)，换向阀(5)的阀体内设有换向装置，换向装置处于第一换向状态时，第一风机(3)从上箱体(1)内向外排风，换向装置处于第二换向状态时，第一风机(3)向上箱体(1)内送风。本发明可广泛应用于金属屋面检测领域。

Description

金属屋面综合性能测试系统

技术领域

本发明涉及一种金属屋面综合性能测试系统。

背景技术

随着科学技术的发展，各种各样的现代建筑物展现在人们的面前，如玻璃墙体、金属体包装等。目前又有许多新型建筑物采用金属结构的屋面系统，尤其是钢结构的建筑，其屋面系统自然也采用金属结构的屋面系统。复合式金属屋面系统在各类工业、体育、娱乐、展览馆、零售超市等建筑物中应用越来越广泛。目前这类建筑物的现有金属屋面系统通常采用有内支撑固定件结构的金属屋面板，以获得美观和稳固的使用要求；通过设置各种内支撑固定件及各种扣件，还能够获得在屋面板与屋面之间存在一个灵活的安置空间来填充隔音棉、保温隔热棉和透气膜，以满足人们对室内各种舒适性的要求。

金属结构的建筑物尤其是金属屋面的安稳性、耐气候变化的能力诸如抗风压、抗雪压、防渗漏、冷热膨胀等问题，直接影响到建筑物本身的安全、性能和寿命，事关生活和生产。目前，对包括金属屋面在内的屋面系统的检测手段有限，国内对建筑物屋面系统的检测基本以经验性的目测为主要方法，需要工作人员的经验积累，如检测漏水指标，通过直接打开防水层观察有无渗漏，容易破坏原有建筑物，而且上述方法也不准确。另外还有对屋面系统进行仪器检测的方法，但是目前的检测主要针对金属屋面的一两个性能指标(如气密性、水密性、抗风性等)进行检测，无法通过一个装置及系统对金属屋面的多种性能进行综合检测，整个检测工作周期较长，效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种对金属屋面综合性能进行测试的金属屋面综合性能测试系统。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括上箱体、下箱体、第一送排风装置、水泵、制冷机、电控装置；所述下箱体的顶部设有用于支撑金属屋面试件的支架，所述上箱体与所述下箱体之间设有密封件，所述上箱体、所述下箱体分别与所述金属屋面试件形成密闭空间；所述水泵通过喷水管接入到所述上箱体内，所述上箱体内的所述喷水管上接有若干个喷头；所述上箱体内设有制冷管，所述制冷管与所述制冷机相连接；所述第一送排风装置包括第一风机、换向阀，所述换向阀的阀体内设有换向装置，所述换向阀包括阀门进风口、阀门出风口、第一阀门进出风口、第二阀门进出风口，所述第一风机的出风口通过出风管与所述阀门进风口相连通，所述第一风机的进风口通过进风管与所述阀门出风口相连通，所述第一阀门进出风口与外界空气相连通，所述第二阀门进出风口连接箱体进风管并通入所述上箱体，所述换向装置处于第一换向状态时，所述阀门进风口与所述第一阀门进出风口相连通，所述阀门出风口与所述第二阀门进出风口相连通，所述换向装置处于第二换向状态时，所述阀门进风口与所述第二阀门进出风口相连通，所述阀门出风口与所述第一阀门进出风口相连通；所述上箱体内设有挂杆，所述挂杆上连接若干位移传感器并与所述金属屋面试件相连接；所述上箱体、所述下箱体内分别设有用于加热空气的电加热器；所述上箱体、所述下箱体内分别设有网架，所述网架上设有若干个温度湿度传感器；所述上箱体、所述下箱体及所述金属屋面试件内分别设有风压传感器；所述水泵、所述制冷机、所述位移传感器、所述电加热器、所述温度湿度传感器、所述风压传感器分别与所述电控装置相电连接。

所述箱体进风管上接有波动阀，所述箱体进风管的一个支路上接有调节阀并与外界空气相连通，所述调节阀、所述波动阀分别连接第一步进驱动器、第二步进驱动器，所述第一风机的电机连接交流变频器，所述交流变频器、所述第一步进驱动器、所述第二步进驱动器分别与所述电控装置相电连接。

所述箱体进风管上设有伸缩软接管，所述喷水管上接有流量计。

所述上箱体设有观察窗，所述下箱体上设有检修门，所述上箱体、所述下箱体的壁板均设有保温层。

所述电控装置连接用于传输数据的上位机输入输出接口。

所述电控装置为PLC控制器。

所述第一风机为高压风机。

所述金属屋面综合性能测试系统还包括第二送排风装置，所述第二送排风装置包括第二风机、换向阀，所述换向阀的阀体内设有换向装置，所述换向阀包括阀门进风口、阀门出风口、第一阀门进出风口、第二阀门进出风口，第二风机的出风口通过出风管与所述阀门进风口相连通，第二风机的进风口通过进风管与所述阀门出风口相连通，所述第一阀门进出风口与外界空气相连通，所述第二阀门进出风口连接箱体进风管并通入所述下箱体；所述换向装置处于第一换向状态时，所述阀门进风口与所述第一阀门进出风口相连通，所述阀门出风口与所述第二阀门进出风口相连通，所述换向装置处于第二换向状态时，所述阀门进风口与所述第二阀门进出风口相连通，所述阀门出风口与所述第一阀门进出风口相连通；所述箱体进风管上接有波动阀，所述箱体进风管的一个支路上接有调节阀并与外界空气相连通，所述调节阀、所述波动阀分别连接第一步进驱动器、第二步进驱动器，所述第二风机的电机连接交流变频器，所述交流变频器、所述第一步进驱动器、所述第二步进驱动器分别与所述电控装置相电连接。

所述第二风机为高压风机。

所述换向装置包括阀片、两组限位挡块，两组所述限位挡块位于所述换向阀的阀体内并分别将所述阀片限位在所述第一换向状态和所述第二换向状态。

本发明的有益效果是：由于本发明所述水泵通过喷水管接入到所述上箱体内，所述上箱体内的所述喷水管上接有若干个喷头，通过所述喷头向位于所述上箱体底部的所述金属屋面试件喷水，模拟屋面受到雨淋的状态，可检测屋面的水密性；由于所述上箱体内设有制冷管，所述制冷管与所述制冷机相连接，所述上箱体、所述下箱体内分别设有用于加热空气的电加热器，通过所述制冷管和所述电加热器可模拟夏天及冬天屋面外部及内部的受冷、受热状况，可检测屋面的冷热膨胀性能指标；由于所述第一送排风装置包括第一风机、换向阀，所述换向阀的阀体内设有换向装置，所述换向阀包括阀门进风口、阀门出风口、第一阀门进出风口、第二阀门进出风口，所述第一风机的出风口通过出风管与所述阀门进风口相连通，所述第一风机的进风口通过进风管与所述阀门出风口相连通，所述第一阀门进出风口与外界空气相连通，所述第二阀门进出风口连接箱体进风管并通入所述上箱体，所述换向装置处于第一换向状态时，所述阀门进风口与所述第一阀门进出风口相连通，所述阀门出风口与所述第二阀门进出风口相连通，所述换向装置处于第二换向状态时，所述阀门进风口与所述第二阀门进出风口相连通，所述阀门出风口与所述第一阀门进出风口相连通，本发明通过所述第一风机、所述换向阀及相应的风管构成正、负风压系统，所述换向装置处于第一换向状态时，所述第一风机通过所述第二阀门进出风口、所述阀门出风口将所述上箱体内的空气吸入，然后通过所述第一风机的出风口、所述阀门进风口、所述第一阀门进出风口排出，此时所述上箱体内为负压状态，所述换向装置处于第二换向状态时，外界空气通过所述第一阀门进出风口、所述阀门出风口被所述风机吸入，然后通过所述第一风机的出风口、所述阀门进风口、所述第二阀门进出风口被送入所述上箱体内，此时所述上箱体内为正压状态，通过所述换向装置处于不同的换向状态，使得所述上箱体内为负压或正压的不同状态，可模拟屋面受到风压、雪压的状况，检测屋面的气密性和节能指标以及抗风性能的结构强度指标；而且，还可以将上述各种性能指标混合进行测试，以更加准确模拟屋面的各种实际状况，如同时进行正风压和雨淋测试，可模拟实际中大雨或台风同时下雨的情况，比单一指标的测试效果更好；综上所述，本发明可对金属屋面的综合性能进行测试，且检测工作周期短，测试准确率高、效率高；

由于本发明所述水泵、所述制冷机、所述位移传感器、所述电加热器、所述温度湿度传感器、所述风压传感器分别与所述电控装置相电连接，所述箱体进风管上接有波动阀，所述箱体进风管的一个支路上接有调节阀并与外界空气相连通，所述调节阀、所述波动阀分别连接第一步进驱动器、第二步进驱动器，所述第一风机的电机连接交流变频器，所述交流变频器、所述第一步进驱动器、所述第二步进驱动器分别与所述电控装置相电连接，通过所述调节阀调节风量进而调节风压的大小，再通过所述波动阀使所述上箱体内的正压或负压进行波动变化，通过以上调节，能够模拟实际风压的变化情况，通过所述电控装置实时收集所述上、下箱体内的风压、温度、湿度数据、并控制各阀门、风机、水泵、制冷机、电加热器的运行状态，以达到程序设定的模拟状态，并根据不同状态记录屋面不同位置的位移数据，从而得到各项结构指标，因此更接近屋面在实际使用中的情况，模拟和测试效果好，故本发明实时控制效果好，可根据实际需要自动模拟各种不同状况，检测效果好；

由于本发明所述电控装置连接用于传输数据的上位机输入输出接口，所述电控装置为PLC控制器，用户可通过笔记本电脑、台式电脑等作为计算、调节的上位机，所述PLC控制器作为下位机，实现正负风压动态风荷载的调节、波动、换向以及加热、制冷、水淋等全部动作，还具备自动控制检测过程、自动采集检测数据，生成并打印检测报表、历史数据查询等功能，故本发明自动控制效果好，使用方便；

由于本发明还包括第二送排风装置，所述第二送排风装置包括第二风机、换向阀，所述换向阀的阀体内设有换向装置，所述第二送排风装置可单独或联合所述第一送排风装置协同送排风，对所述下箱体进行送排风模拟测试，以及对所述上、下箱体的压差进行测试，故本发明测试范围更广，使用方便。

附图说明

图1是本发明的整体结构系统示意图；

图2是本发明的换向阀及其连接部分的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例的金属屋面综合性能测试系统包括上箱体1、下箱体2、第一送排风装置、第二送排风装置、水泵6、制冷机7、电控装置9；所述下箱体2的顶部设有用于支撑金属屋面试件8的支架21，所述上箱体1与所述下箱体2之间设有密封件18，所述上箱体1、所述下箱体2分别与所述金属屋面试件8形成密闭空间，所述上箱体1、所述下箱体2的壁板均设有保温层19，以减少密闭空间与外界的冷热交换，维持温度的稳定，测试过程中节能且测试效果好，所述上箱体1设有观察窗10，以便观察所述上箱体1内的构件测试状态，所述下箱体2上设有检修门20，以便查看、检修及更换部件；所述水泵6通过喷水管60接入到所述上箱体1内，所述上箱体1内的所述喷水管60上接有若干个喷头61，通过所述喷头61向位于所述上箱体1底部的所述金属屋面试件8喷水，模拟屋面受到雨淋的状态，可检测屋面的水密性，所述喷水管60上接有流量计62，便于检测喷水的流量；所述上箱体1内设有制冷管71，所述制冷管71与所述制冷机7相连接，所述上箱体1、所述下箱体2内分别设有用于加热空气的电加热器13，通过所述制冷管71和所述电加热器13可模拟夏天及冬天屋面外部及内部的受冷、受热状况，可检测屋面的冷热膨胀性能指标，如可在所述下箱体2内的温度范围为10～30℃、所述上箱体1内的温度范围为10～80℃进行测试，以模拟室内及室外温度的通常状况；所述上箱体1内设有挂杆11，所述挂杆11上连接若干位移传感器12并与所述金属屋面试件8相连接，所述位移传感器12的量程可根据需要进行调整，以便在足够大的变形范围内保证位移测量的精确度和稳定性；所述上箱体1、所述下箱体2内分别设有网架14，所述网架14上设有若干个温度湿度传感器15；所述上箱体1、所述下箱体2及所述金属屋面试件8及屋面系统内部的压力，保证在高压和低压下压力的数据精度和响应速度，从而保证风压测试的数据准确度；所述水泵6、所述制冷机7、所述位移传感器12、所述电加热器13、所述温度湿度传感器15、所述风压传感器91分别与所述电控装置9相电连接。

所述第一送排风装置包括第一风机3，所述第二送排风装置包括第二风机4，所述第一送排风装置、所述第二送排风装置均包括换向阀5，所述换向阀5的阀体内设有换向装置，所述换向阀5包括阀门进风口a、阀门出风口b、第一阀门进出风口c、第二阀门进出风口d，所述第一风机3的出风口通过出风管52与所述阀门进风口a相连通，所述第一风机3的进风口通过进风管51与所述阀门出风口b相连通，所述第一阀门进出风口c与外界空气相连通，所述第一送排风装置的所述第二阀门进出风口d连接箱体进风管53并通入所述上箱体1，所述第二送排风装置的所述第二阀门进出风口d连接箱体进风管53并通入所述下箱体2；所述换向装置处于第一换向状态时，所述阀门进风口a与所述第一阀门进出风口c相连通，所述阀门出风口b与所述第二阀门进出风口d相连通，所述换向装置处于第二换向状态时，所述阀门进风口a与所述第二阀门进出风口d相连通，所述阀门出风口b与所述第一阀门进出风口c相连通；所述换向装置包括阀片500、两组限位挡块501，两组所述限位挡块501位于所述换向阀5的阀体内并分别将所述阀片500限位在所述第一换向状态和所述第二换向状态；所述箱体进风管53上接有波动阀35，所述箱体进风管53的一个支路上接有调节阀33并与外界空气相连通，所述调节阀33、所述波动阀35分别连接第一步进驱动器32、第二步进驱动器34，所述第一风机3的电机连接交流变频器31，所述交流变频器31、所述第一步进驱动器32、所述第二步进驱动器34分别与所述电控装置9相电连接，通过所述调节阀33调节风量进而调节风压的大小，再通过所述波动阀35使所述上箱体1内的正压或负压进行波动变化，通过以上调节，能够模拟实际风压的变化情况，测试金属屋面的承载能力、反复受压能力及杆件的变形情况，通过所述电控装置9实时收集所述上、下箱体内的风压、温度、湿度数据、并控制各阀门、风机、水泵、制冷机、电加热器的运行状态，以达到程序设定的模拟状态，并根据不同状态记录屋面不同位置的位移数据，从而得到各项结构指标，因此更接近屋面在实际使用中的情况，模拟和测试效果好，实时控制效果好，可根据实际需要自动模拟各种不同自然气候条件和状况，检测效果好；所述第一风机3、所述第二风机4均为高压风机，以便提供足够的测试模拟风压，以便在大渗透空气流量下均匀的风压压力下进行测试，所述箱体进风管53上设有伸缩软接管55，使得所述上箱体1的安装、连接及拆卸方便自如，便于取放、更换所述金属屋面试件8。

所述电控装置9连接用于传输数据的上位机输入输出接口90以传输数据，所述电控装置9为PLC控制器，用户可通过笔记本电脑、台式电脑等作为计算、调节的上位机，所述PLC控制器作为下位机，实现正负风压动态风荷载的调节、波动、换向以及加热、制冷、水淋等全部动作，还具备自动控制检测过程、自动采集检测数据，生成并打印检测报表、历史数据查询等功能，因此本发明自动控制效果好，使用方便。

所述第二送排风装置可单独或联合所述第一送排风装置协同送排风，对所述下箱体2进行送排风模拟测试，以及对所述上、下箱体的压差进行测试，当然，本发明也可以只设置所述第一送排风装置，而不设置所述第二送排风装置。

本发明通过所述第一风机3、所述第二风机4及其配套的所述换向阀5及相应的风管构成正、负风压系统，所述换向装置处于第一换向状态时(即图2所示的I-I位置)，所述第一风机3(或所述第二风机4)通过所述第二阀门进出风口d、所述阀门出风口b将所述上箱体1(或所述下箱体2)内的空气吸入，然后通过所述第一风机3(或所述第二风机4)的出风口、所述阀门进风口a、所述第一阀门进出风口c排出，此时所述上箱体1(或所述下箱体2)内为负压状态；所述换向装置处于第二换向状态时(即图2所示的II-II位置)，外界空气通过所述第一阀门进出风口c、所述阀门出风口b被所述第一风机3(或所述第二风机4)吸入，然后通过所述第一风机3(或所述第二风机4)的出风口、所述阀门进风口a、所述第二阀门进出风口d被送入所述上箱体1(或所述下箱体2)内，此时所述上箱体1(或所述下箱体2)内为正压状态，通过所述换向装置处于不同的换向状态，使得所述上箱体1(或所述下箱体2)内为负压或正压的不同状态，可模拟屋面受到风压、雪压的状况，检测屋面的气密性和节能指标以及抗风性能的结构强度指标；而且，还可以将上述各种性能指标混合进行测试，以更加准确模拟屋面的各种实际状况，如同时进行正风压和雨淋测试，可模拟实际中大雨或台风同时下雨的情况，比单一指标的测试效果更好；综上所述，本发明可对金属屋面的综合性能进行测试，且检测工作周期短，测试准确率高、效率高。

本发明可广泛应用于金属屋面检测领域。

Claims (10)

1.一种金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：包括上箱体(1)、下箱体(2)、第一送排风装置、水泵(6)、制冷机(7)、电控装置(9)；所述下箱体(2)的顶部设有用于支撑金属屋面试件(8)的支架(21)，所述上箱体(1)与所述下箱体(2)之间设有密封件(18)，所述上箱体(1)、所述下箱体(2)分别与所述金属屋面试件(8)形成密闭空间；所述水泵(6)通过喷水管(60)接入到所述上箱体(1)内，所述上箱体(1)内的所述喷水管(60)上接有若干个喷头(61)；所述上箱体(1)内设有制冷管(71)，所述制冷管(71)与所述制冷机(7)相连接；所述第一送排风装置包括第一风机(3)、换向阀(5)，所述换向阀(5)的阀体内设有换向装置，所述换向阀(5)包括阀门进风口(a)、阀门出风口(b)、第一阀门进出风口(c)、第二阀门进出风口(d)，所述第一风机(3)的出风口通过出风管(52)与所述阀门进风口(a)相连通，所述第一风机(3)的进风口通过进风管(51)与所述阀门出风口(b)相连通，所述第一阀门进出风口(c)与外界空气相连通，所述第二阀门进出风口(d)连接箱体进风管(53)并通入所述上箱体(1)，所述换向装置处于第一换向状态时，所述阀门进风口(a)与所述第一阀门进出风口(c)相连通，所述阀门出风口(b)与所述第二阀门进出风口(d)相连通，所述换向装置处于第二换向状态时，所述阀门进风口(a)与所述第二阀门进出风口(d)相连通，所述阀门出风口(b)与所述第一阀门进出风口(c)相连通；所述上箱体(1)内设有挂杆(11)，所述挂杆(11)上连接若干位移传感器(12)并与所述金属屋面试件(8)相连接；所述上箱体(1)、所述下箱体(2)内分别设有用于加热空气的电加热器(13)；所述上箱体(1)、所述下箱体(2)内分别设有网架(14)，所述网架(14)上设有若干个温度湿度传感器(15)；所述上箱体(1)、所述下箱体(2)及所述金属屋面试件(8)内分别设有风压传感器(91)；所述水泵(6)、所述制冷机(7)、所述位移传感器(12)、所述电加热器(13)、所述温度湿度传感器(15)、所述风压传感器(91)分别与所述电控装置(9)相电连接。

2.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述箱体进风管(53)上接有波动阀(35)，所述箱体进风管(53)的一个支路上接有调节阀(33)并与外界空气相连通，所述调节阀(33)、所述波动阀(35)分别连接第一步进驱动器(32)、第二步进驱动器(34)，所述第一风机(3)的电机连接交流变频器(31)，所述交流变频器(31)、所述第一步进驱动器(32)、所述第二步进驱动器(34)分别与所述电控装置(9)相电连接。

3.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述箱体进风管(53)上设有伸缩软接管(55)，所述喷水管(60)上接有流量计(62)。

4.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述上箱体(1)设有观察窗(10)，所述下箱体(2)上设有检修门(20)，所述上箱体(1)、所述下箱体(2)的壁板均设有保温层(19)。

5.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述电控装置(9)连接用于传输数据的上位机输入输出接口(90)。

6.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述电控装置(9)为PLC控制器。

7.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述第一风机(3)为高压风机。

8.根据权利要求1所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述金属屋面综合性能测试系统还包括第二送排风装置，所述第二送排风装置包括第二风机(4)、换向阀(5)，所述换向阀(5)的阀体内设有换向装置，所述换向阀(5)包括阀门进风口(a)、阀门出风口(b)、第一阀门进出风口(c)、第二阀门进出风口(d)，第二风机(4)的出风口通过出风管(52)与所述阀门进风口(a)相连通，第二风机(4)的进风口通过进风管(51)与所述阀门出风口(b)相连通，所述第一阀门进出风口(c)与外界空气相连通，所述第二阀门进出风口(d)连接箱体进风管(53)并通入所述下箱体(2)；所述换向装置处于第一换向状态时，所述阀门进风口(a)与所述第一阀门进出风口(c)相连通，所述阀门出风口(b)与所述第二阀门进出风口(d)相连通，所述换向装置处于第二换向状态时，所述阀门进风口(a)与所述第二阀门进出风口(d)相连通，所述阀门出风口(b)与所述第一阀门进出风口(c)相连通；所述箱体进风管(53)上接有波动阀(35)，所述箱体进风管(53)的一个支路上接有调节阀(33)并与外界空气相连通，所述调节阀(33)、所述波动阀(35)分别连接第一步进驱动器(32)、第二步进驱动器(34)，所述第二风机(4)的电机连接交流变频器(31)，所述交流变频器(31)、所述第一步进驱动器(32)、所述第二步进驱动器(34)分别与所述电控装置(9)相电连接。

9.根据权利要求8所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述第二风机(4)为高压风机。

10.根据权利要求1或8所述的金属屋面综合性能测试系统，其特征在于：所述换向装置包括阀片(500)、两组限位挡块(501)，两组所述限位挡块(501)位于所述换向阀(5)的阀体内并分别将所述阀片(500)限位在所述第一换向状态和所述第二换向状态。

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